Für die Messung und Übermittlung von Echtzeitdaten kommt ein DL-SHT35-002 von Decentlab zum Einsatz.
Das Gerät misst Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit einem SHT35-Sensor von Sensirion, welcher folgende Eigenschaften aufweist:
| Temperatur | relative Feuchtigkeit | |
|---|---|---|
| Messprinzip | CMOSens® Technologie | CMOSens® Technologie |
| Anwendungsbereich | -40 °C bis 125 °C | 0 - 100 % |
| Auflösung | 0.01 °C | 0.01 % |
| typische Genauigkeit | ±0.2°C zwischen -40 und 0 °C ±0.1°C zwischen +20 °C und +40 °C zwischen 0 und +20 °C linear von 0.2 auf 0.1 °C fallend | ±1.5 % zwischen 0 und 80 %, ansteigend auf ±2 % bei 100% (bei +25 °C) |
| maximale Genauigkeit | ±0.3°C zwischen -40 und +40 °C | ±2 % zwischen 0 und 80 %, ansteigend auf ±3 % bei 100% (bei +25 °C) |
| Antwortzeit (τ 63%) | >2 s | 8 s |
| Langzeitdrift | <0.03 °C/Jahr | <0.25 %/Jahr |
Die Mess- und Übermittlungsfrequenz des Gerätes ist auf 2 Minuten eingestellt.
Nach Abschluss der Messung wird der Wert auf dem Gerät gespeichert (sofern das Gerät einen Slot für eine micro SD-Karte aufweist und eine solche auch eingesetzt ist – aktuell ist dies am Sägistalsee der Fall).
Anschliessend versucht das Gerät, eine Verbindung mit einem LoRaWAN-Gateway zu etablieren. Ist diese erfolgreich, dann wird mit einer zufälligen Verzögerung von 0 bis 8 Sekunden eine Übermittlung des Messwertes über LoRaWAN versucht.
LoRaWAN (Long Rang Wide Area Network) ist eine Funktechnologie für die Datenübertragung im Internet der Dinge (IoT = Internet of Things). Bei LoRaWAN werden nur geringe Datenmengen übermittelt, dies dafür über längere Distanzen und mit minimalem Energieaufwand.
LoRaWAN-Netze sind durch einzelne Funkzellen aufgebaut. Kernstück ist ein Gateway, welches über über einen Internet-Zugang (Ethernet, WLAN, Mobilfunk) mit einem LoRa-Netzwerkserver verbunden ist. Das Gateway liefert die Funkverbindung zu den Endgeräten (engl. End Nodes), in unserem Fall die Decentlab-Messgeräte. Die Netzwerkserver ihrerseits sind mit Applikationsservern verbunden, auf welchen die Datenhaltung und der Datenzugriff abgewickelt wird. Im Fall von kaltluftseen.ch erfolgt dies durch Decentlab, ein Demo-Zugriff auf die Daten ist unter https://demo.decentlab.com möglich.
Die Swisscom betreibt ein LPN LoRaWAN mit einer guten Flächenabdeckung. Gateways sind häufig an den gleichen Standorten wie Mobilfunkantennen aufstellt. Von einem Mobilfunknetz unterscheidet sich LoRaWAN jedoch wie bereits erwähnt grundlegend:
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- Es werden andere Frequenzen genutzt (868 Mhz: dieses Frequenzband kann lizenzfrei genutzt werden und kommt häufig für Garagenfernbedienungen, Babyphones, Wetterstationen mit Funkübertragung im Heimgebrauch o.ä. zum Einsatz)
- Es werden nur kleine Datenmengen übermittelt: LoRaWAN ist ideal für die Übermittlung von Sensorwerten.
- Die Reichweite ist sehr viel grösser als bei Mobilfunknetzen: Am Sägistalsee werden, da die Empfangsbedingungen nicht ideal sind, teilweise Gateways aus über 70 km Entfernung aus der Region Biel für die Übertragung genutzt:
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- Die benötigte Energie für die Übermittlung ist minimal: die Endgeräte benötigen für Messung und Übermittlung nur 2 handelsübliche C / LR14 Batterien. Abgelegene Standorte in Kaltluftseen weisen herausfordernde Bedingungen für elektronische Geräte auf. Dennoch mussten in Hintergräppelen seit Inbetriebnahme des aktuellen Gerätes im Juli 2019 nur einmal ein Batteriewechsel vorgenommen werden:
- Die benötigte Energie für die Übermittlung ist minimal: die Endgeräte benötigen für Messung und Übermittlung nur 2 handelsübliche C / LR14 Batterien. Abgelegene Standorte in Kaltluftseen weisen herausfordernde Bedingungen für elektronische Geräte auf. Dennoch mussten in Hintergräppelen seit Inbetriebnahme des aktuellen Gerätes im Juli 2019 nur einmal ein Batteriewechsel vorgenommen werden:
Die Architektur der LoRaWAN-Übertragung ist in der nachfolgenden Darstellung zusammengefasst:
